设计说明书。
一)设计目的:
明确起重螺旋的设计方法与步骤;⑵初步了解机械设计的一般方法与步骤;⑶为课程设计打下基础。
f=18000nl= 250 mm
二)设计进行步骤及注意事项:
已知条件:最大载荷f=18000n最大升距l= 250 mm
起重螺旋为传力螺旋,主要特点是能承受较大的轴向力,通常要求自锁,螺杆材料应具有较高的强度,较高的耐磨性,螺母材料出要求有较高的强度外,还应有较好的减磨性。因此螺旋副材料选取钢-青铜,螺杆选用45号钢。选用梯形螺纹。
右旋单线。
根据螺旋副耐磨条件计算螺杆的直径:d2取h
fph[p]
0.55p,代入上式,得:
d20.8取。fp]
1.2,对钢-青铜螺旋副[p]20mpa,f0.08~0.1
代入数据得:d2
21.9mm,根据梯形螺纹国家标准,选取螺纹为tr245,其基本参数为:d=24mm,p=5mm2)
计算螺母的螺纹圈数,并求出高度。
d2d221.5mm
d318.5mm
d119mmd424.5mm
d=24mm,d221.5mmd221.5mmd318.5mmd119mm
hd2=1.221.525.8mm
nh25.85.1610,取n=6<10,满足要求p5
hnp6530mm
螺杆螺纹部分的强度计算:
d424.5mm
p=5mmh30mm
此部分力矩由螺纹力矩t1和螺杆端面力矩t5组成。取。
45号钢,其许用应力为:
varctanfvarctan[f/cos(/2)]5
则。t1ftan(v)d2/238419nmm
d2'd3')ff,d3'0.7d16.8mm4
选取底面为环面的托杯,t5
d4'(2.4~2.5)d40.8mm~45.6mm,取d4'43mm,d2'd4'340mm,代入上述数据,得t5
35784nmm,t5t1,所以螺杆工作部分上端面为危险截面,2
根据第四强度理论得螺杆危险截面的当量应力。
4ft1v391.4mpa,螺杆材料为22
d30.2d3360s120~72mpa,3~53~5
c**,满足要求。
螺杆的稳定性计算:
=32mmllb
h302501.524301mm(b为螺杆头部长度,b1.5d)22
4l螺杆柔度:
d3代入数据,得:
d32490
73137n因为4085,所以fc
scfc731374.062.5~4f18000
所以螺杆稳定。
校核螺旋副的自锁条件:
5parctan4.221.5d2
符合自锁条件。6)
校核螺纹的抗弯和抗剪强度:弯曲强度:b
m3fh,wdb2n
其中b0.65p3.25mm
h(dd3)/22.75mm
代入数据,得:b
31.1mpa<[b]40~60mpa
满足弯曲强度条件。剪切条件:
d144mmfdbn
代入数据,得:
12.2mpa30~40mpa
满足剪切强度条件。
a=10mm
由拉伸,扭转强度求出螺母外径:
lp624mm
]'[b]/1.250/1.241.7mpa
由强度条件:取d=32mm。
核验螺母的其他尺寸:取d1
f4f'得d31.8mm22w(dd2)
m6151.3~1.4)d44mm
f4f25.14mpa22w(d1d)
螺母台肩强度:
]''1.8~2.0)75.06~83.4mpa
h30a=10mm
检验螺杆头部及托杯尺寸:
托杯底部和螺杆断面之间比压:p
f4f18.2n/mm22sd2
许用值:[p]15~20n/mm润滑油不会被挤出。
10)决定手柄直径dp和长度lp:
扳手力矩:t
fplpt1t5384193578474203nmm
间歇工作条件下,一个人的臂力约为。
fp150~250n
当长时间工作时,则为。
fp100~150n。
取fp150n,得:lp494mm
d424100624mm2
取实际lp由抗弯强度条件:
32tt32t
3d,得pb
]bwdp3
为安全考虑此处fp取最大值250n,b代入数据,得dp
120n/mm2
18.5mm,取dp19mm
11)选择固定螺钉:
选取紧固螺钉m615。12)核验机架底面挤压强度:
机架底座选用灰铸铁铸造,许用应力:[b]45~55mpa
ff18000n<[b],得出s== 400mm2s[b]45mpa
13)计算螺旋起重器效率:
a22t274203465994.84nmma1fsfp18000590000nmm
a119.3%a2
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